安全協(xié)議中的互模擬等價性驗證.pdf

1、隨著信息服務(wù)和商業(yè)活動等越來越多地出現(xiàn)在開放的通訊網(wǎng)絡(luò)上，用以保證上述服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議的可靠性成為備受人們關(guān)注的焦點。然而，由于外部面臨惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和內(nèi)部缺乏系統(tǒng)化設(shè)計驗證方法，網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議變得非常脆弱和容易出錯。 形式化的方法為驗證和分析安全協(xié)議提供了有效的途徑。它用形式化的語言抽象出復(fù)雜的密文通訊協(xié)議，并借助于高級的推理或證明系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)議的分析驗證。建立在進程演算基礎(chǔ)之上的互模擬等價性驗證的方法，由于具有能確切地刻畫協(xié)議

2、運行的代數(shù)語義模型(Spi演算)和十分有效的等價性驗證方法而成為近年來研究的熱點。然后，Spi演算模型中還存在某些不足，更重要的是基于原有的互模擬關(guān)系的方法僅限于人工完成，不能實現(xiàn)自動驗證。 我們的工作是針對上述不足之處展開的，目標是擴充Spi演算語言，在此基礎(chǔ)上建立新型的互模擬等價關(guān)系，并實現(xiàn)該關(guān)系的自動證明，從而設(shè)計出安全協(xié)議互模擬等價性自動驗證工具。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新之處在于以下三點： 1)擴充Spi演算語言，為密

3、文通訊協(xié)議建立了新型Spi演算模型。擴充Spi演算語法，建立了公鑰密碼操作原語，使之能表示所有密鑰體制的安全協(xié)議；修改了Spi演算中并發(fā)語義，限制了原先通道可以傳遞的機制，使之能描述協(xié)議中通訊主體跟其環(huán)境直接交互，從而可以更確切地刻畫現(xiàn)實中的安全協(xié)議； 2)在新Spi演算里設(shè)計了符號操作語義和符號互模擬。我們的符號操作語義使輸入進程僅接收環(huán)境中有意義的帶符號的消息項，這樣就很好地解決了輸入進程可能產(chǎn)生的無窮分支問題。定義的符號R